Película conductora anisotrópica - Anisotropic conductive film
La película conductora anisotrópica (ACF) es un sistema de interconexión adhesiva sin plomo y respetuoso con el medio ambiente que se utiliza comúnmente en la fabricación de pantallas de cristal líquido para realizar las conexiones eléctricas y mecánicas desde la electrónica del controlador hasta los sustratos de vidrio de la pantalla LCD . El material también está disponible en forma de pasta denominada pasta conductora anisotrópica (ACP), y ambos se agrupan como adhesivos conductores anisotrópicos (ACA). ACA han sido más recientemente utilizado para realizar la flexión -to-pensión o conexiones-flex-a flexión utilizados en dispositivos electrónicos portátiles tales como teléfonos móviles, reproductores de MP3, o en el montaje de módulos de cámara CMOS.
Historia
Los ACA se desarrollaron a finales de la década de 1970 y principios de los 80, con conectores termosellados de Nippon Graphite Industries y ACF de Hitachi Chemicals y Dexerials (antes conocidos como Sony Chemicals & Information Devices ). Actualmente hay muchos fabricantes de conectores termosellados y ACA, pero Hitachi y Sony continúan dominando la industria en términos de participación de mercado. Otros fabricantes de ACA incluyen 3m , Loctite , DELO , Creative Materials, Henkel , Sun Ray Scientific, Kyocera, Three Bond, Panacol y Btech.
En los primeros años, los ACA estaban hechos de caucho, acrílico y otros compuestos adhesivos, pero rápidamente convergieron en varias variaciones diferentes de resinas epoxi termoendurecibles de tipo bifenilo. Sin embargo, las temperaturas requeridas eran relativamente altas a 170-180 ° C, y los líderes del mercado Sony e Hitachi desarrollaron y lanzaron materiales acrílicos a principios de la década de 2000 que redujeron las temperaturas de curado por debajo de 150 ° C mientras mantenían los tiempos de curado en 10-12 segundos rango. Los avances adicionales en los compuestos acrílicos utilizados redujeron los tiempos del ciclo de curado a menos de 5 segundos en muchos casos, que es donde permanecen al momento de escribir este artículo. Las hojas de especificaciones están disponibles en todos los sitios de los fabricantes enumerados anteriormente.
Mercado actual
ACF sigue siendo el factor de forma más popular para los ACA, en gran parte debido a la capacidad de controlar con precisión el volumen de material, la densidad de las partículas en cualquier muestra y la distribución de esas partículas dentro de la muestra. Esto es particularmente cierto en el bastión tradicional de ACF de interconexiones de pantallas, pero ACF también ha experimentado un fuerte crecimiento en la industria de las pantallas y en áreas dominadas durante mucho tiempo por las tecnologías de montaje en superficie. La capacidad de realizar interconexiones en un espacio XYZ muy pequeño ha sido el factor clave en esta expansión, ayudado por la capacidad bajo ciertas condiciones de reducir considerablemente el costo, ya sea mediante la reducción de la cantidad de componentes o el material total utilizado.
Los ACP se utilizan ampliamente en aplicaciones de gama baja, principalmente en el ensamblaje de chips sobre sustratos de antena RFID. También se utilizan en algunas aplicaciones de montaje flexible o de placa, pero a un nivel mucho más bajo que los ACF. Si bien los ACP son generalmente de menor costo que los ACF, no pueden proporcionar el mismo nivel de control en la cantidad de adhesivo y la dispersión de partículas que los ACF. Por esta razón, es muy difícil utilizarlos para aplicaciones de alta densidad.
Resumen de tecnología
La tecnología ACF se utiliza en chip-on-glass (COG), flex-on-glass (FOG), flex-on-board (FOB), flex-on-flex (FOF), chip-on-flex (COF), chip-on-board (COB) y aplicaciones similares para densidades de señal más altas y paquetes generales más pequeños. Los ACP se utilizan normalmente solo en aplicaciones de chip-on-flex (COF) con bajas densidades y requisitos de costo, como antenas RFID o en conjuntos FOF y FOB en dispositivos electrónicos portátiles. COG, en particular, también usa protuberancias doradas para conectarse a la pantalla.
En todos los casos, el material anisotrópico, por ejemplo, una resina termoendurecible que contiene partículas conductoras, se deposita primero sobre el sustrato base. Esto se puede hacer usando un proceso de laminación para ACF, o un proceso de dispensación o impresión para ACP. A continuación, el dispositivo o sustrato secundario se coloca en posición sobre el sustrato base y los dos lados se presionan para montar el sustrato o dispositivo secundario en el sustrato base. En muchos casos, este proceso de montaje se realiza sin calor o con una cantidad mínima de calor que es suficiente para hacer que el material anisotrópico se vuelva ligeramente pegajoso. En el caso de utilizar una resina termoendurecible que contiene partículas conductoras, las partículas quedan atrapadas entre puntos prominentes, tales como electrodos, entre el sustrato y el componente, creando así una conexión eléctrica entre ellos. Otras partículas están aisladas por la resina termoendurecible. En algunos casos, este paso de montaje se omite y los dos lados van directamente a la parte de unión del proceso. Sin embargo, en la fabricación de alto volumen, esto conduciría a ineficiencias en el proceso de fabricación, por lo que la unión directa generalmente se realiza solo en el laboratorio o en la fabricación a pequeña escala.
La unión es el tercer y último proceso requerido para completar un ensamblaje de ACF. En los dos primeros procesos, las temperaturas pueden oscilar entre la ambiente y los 100 ° C, con el calor aplicado durante 1 segundo o menos. Para la unión, la cantidad de energía térmica requerida es mayor debido a la necesidad de hacer fluir primero el adhesivo y permitir que los dos lados se unan en contacto eléctrico, y luego curar el adhesivo y crear una unión confiable duradera. Las temperaturas, los tiempos y la presión necesarios para estos procesos pueden variar como se muestra en la siguiente tabla.
Tabla 1 : Condiciones comunes de ensamblaje de ACF
| Tipo de montaje | Tipo de adhesivo | Tiempo (seg) | Temperatura (° C) | Presión |
|---|---|---|---|---|
| Flexión sobre vidrio (FOG) | Epoxy | 10-12 | 170-200 | 2-4MPa ▲ |
| Chip sobre vidrio (COG) | Epoxy | 5-7 | 190–220 | 50-150MPa ※ |
| Chip-on-Flex (COF) | Epoxy | 5-10 | 190–220 | 30-150MPa ※ |
| Flexión a bordo (FOB) | Epoxy | 10-12 | 170-190 | 1-4MPa ▲ |
| Flexión a bordo (FOB) | Acrílico | 5-10 | 130-170 | 1-4MPa ▲ |
| Flexión sobre flexión (FOF) | Epoxy | 10-12 | 170-190 | 1-4MPa ▲ |
| Flexión sobre flexión (FOF) | Acrílico | 5-10 | 130-170 | 1-4MPa ▲ |
▲ Las presiones para conjuntos flexibles (FOG, FOB, FOF) se miden en toda el área debajo del cabezal de unión.
※ Las presiones para conjuntos de virutas (COG, COF) se calculan sobre el área de superficie acumulada de las protuberancias en la viruta.
Ver también
Referencias
- ^ http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=DTPSDS000039000001000244000001&idtype=cvips&gifs=yes
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- ^ "Adhesivos industriales DELO" . Delo.de . Consultado el 18 de octubre de 2011 .
- ^ Materiales creativos http://www.creativematerials.com
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- ^ Btech http://www.btechcorp.com/tag/z-axis-conductive-adhesive/
- ^ https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/SSD1325.pdf
- ^ "Película conductora anisotrópica y método de conexión conductora" .
- Opdahl, Peter J. (febrero de 2001). Película conductora anisotrópica para aplicaciones Flipchip: Introducción . Actualizaciones de tecnología de FlipChips Dot Com.
- Introducción general a ACF . Servicios de Ito Group Auto ACF. Mayo de 2009.
- Recursos de ACF en línea . Servicios de Ito Group Auto ACF. Junio de 2009.